Análisis nodal

3.1 ANÁLISIS NODAL.
El objetivo del análisis nodal de sistemas de producción es combinar los distintos componentes de un pozo de gas o petróleo con el propósito de predecir las tasas de flujo y optimizar los distintos componentes en el sistema.
Definición: Análisis nodal, algunas veces denominado análisis de sistema de producción u optimización de producción. Se trata de un procedimientopara determinar a cuál tasa de flujo producirá un pozo de petróleo o gas, evaluando el efecto de varios componentes, tales como: el tamaño de la sarta de tubería y el de la línea de flujo, la presión del separador, la situación del estrangulador, la válvula de seguridad, las restricciones del hoyo y las técnicas bajo las cuales fue completado el pozo, incluyendo empaques con grava y pozos perforadosen forma convencional.
Cada componente se evalúa por separado y luego se combinan para optimizar el sistema completo a fin de obtener la tasa más optima de producción.
3.1.1 Generalidades.
Muchos sistemas de producción están operando ineficientemente, pero muchos pueden ser mejorados significativamente mediante un cuidadoso análisis. En éste se puede considerar lo siguiente:
a) Se puedenencontrar líneas de flujo demasiado pequeñas y tuberías que son muy grandes o muy pequeñas. b) Muchos operadores no se dan cuenta del severo cabeceo o taponamiento que puede ocurrir a lo largo de la línea de flujo. Hay que considerar, además, que la frecuencia y el tamaño de grandes tapones de líquidos y los continuos tapones de gas pueden causar serios problemas en el sitio de separación. c) Lascompletaciones en el basamento del océano son muy críticas debido a que el cambio de tamaños de las tuberías o líneas de flujo tienen un costo muy alto.


Por otra parte está prohibido reemplazar un largo tendido de flujo sobre el basamento del océano, por lo cual deben corregirse los diámetros desde el inicio. d) Es absolutamente necesario predecir el tamaño y la frecuencia de los tapones,para diseñar apropiadamente sus recolectores.
Con el propósito de resolver los problemas del sistema de producción total se colocan nodos para segmentar la porción definida por diferentes ecuaciones o correlaciones.
El nodo se puede clasificar de dos maneras como son:
Nodo Funcional.
Nodo Solución.
Nodo Funcional: un nodo se considera funcional cuando ocurre un diferencial de presión através de él cómo por ejemplo: en el reductor, empaque con grava, válvula de seguridad, etc. Y la respuesta de presión o tasa de flujo puede ser representada mediante alguna función matemática o física.
Nodo Solución: un nodo se clasifica como solución cuando se trata de un punto en la trayectoria del fluido donde sólo existe una presión como por ejemplo: el fondo del pozo, el cabezal del pozo, elseparador, etc.
Para hallar las tasa de flujo, puede tomarse la posición solución en varios nodos (localizaciones), tales como: el fondo o el tope del pozo, o el separador. El cambio de la solución posición se utiliza con el fin de ilustrar el efecto de ciertos componentes del sistema cuando éste se encuentra produciendo por completo. veamos algunos ejemplos:
a) Si se desea aislar el componenteyacimiento, para observar su efecto sobre el sistema, la solución se toma en el fondo del pozo.
b) Si se quiere ilustrar el efecto de un cambio en el tamaño de la línea de flujo, se aísla ésta tomando la solución en el tope del pozo. c) si se desea observar el efecto de un cambio en la presión del separador, se toma el punto solución en él; esto permite observar mejor los efectos que causasobre la producción los cambios de la presión de separación, especialmente en los pozos productores de gas cuando éstos tienen que producir directamente a una línea de gas con alta presión.
En resumen, se presenta una aproximación nodal para evaluar efectivamente un sistema de producción completo. A tal efecto, se consideran todos los componentes en el pozo, comenzando desde la presión...